Химического комплекса

В строительной индустрии находят широкое применение многие виды промышленных отходов и побочных продуктов. Приводим не­сколько примеров их использования.

Зола и золошлаковые отходы (ЗШО).Внастоящее время в России ежегодно образуются десятки миллионов тонн золошлаковых отхо­дов. Каждые сутки работы на угле ТЭС накапливается до 1 тыс. т золы и шлака. Подавляющая их часть направляется в отвалы, а в строитель­ной индустрии утилизируется лишь 3 – 5% ЗШО. Для сравнения: в США и Германии – 40 – 60%. В США из 20 млн. т ежегодно образую­щихся зол уноса только для изготовления бетона утилизируется 7 млн. т.

Золошлаковые отходы – незаменимый компонент формовочных смесей для получения высококачественных строительных материа­лов. Их используют для производства ячеистого бетона, силикатного кирпича, пенозолсиликата, аглопорита, асфальтового основания до­рожных одежд и т. д. ЗШО считаются прекрасным цементосберегающим материалом. При производстве бетонов введение зол позволяет экономить до 100 кг/м³ цемента, а при использовании добавок-моди­фикаторов — до 200 кг/м³. Одновременно улучшается структура це­ментного теста и повышаются теплозащитные свойства конструк­ций.

Прекрасно зарекомендовала себя разработанная ВНИИстроем, безотходная технология производства лицевого кирпича на основе зол ТЭС, позволяющая не только сэкономить средства на строитель­ство и эксплуатацию золоотвалов, но и значительно уменьшить за­грязнение среды. По данным Л. С. Бариновойи Ю. С. Волкова (2002), замена в бетоне или растворе 15%-ного цемента на золу уноса или ме­таллургический шлак, что технологически допускается, в перерасчете на мировые объемы их применения, могло бы снизить количество выбросов в атмосферу диоксида углерода (СО₂) на 300 млн. т в год.

Металлургические шлаки – высококачественное сырье для произ­водства шлакопортландцементов, шлаковаты, гипсошлаковых бло­ков, щебня и др. Годовой объем выхода шлаков металлургических за­водов исчисляется многими десятками миллионов тонн. В нашей стране очень высок объем утилизации доменных шлаков, 80% выхода которых идет для изготовления шлакопортландцемента и пористых заполнителей.

В последние годы все большее применение в качестве крупного и мелкого заполнителя в бетонах получают создаваемые по безотход­ной технологии шлаковая пемза (термозит) и шлакостеклогранулят, не уступающие природному щебню по большинству показателей. На­пример, прочность бетона на шлаковом цементе на 15 – 20% выше, чем на гранитном.

Широко известен ценнейший конструктивный материал – шлакоситалл, обладающий высокими физико-механическими, химиче­скими свойствами и экологической чистотой. Исключительно боль­шое значение для производства портландцементного клинкера и шлакопортландцементов высокого качества имеет гранулирован­ный доменный шлак, придающий цементу антикоррозийность, по­вышенную прочность, текучесть и быстроту твердения.

В связи с тем, что в ближайшие годы в России ожидается реконст­рукция предприятий по переработке отработанного ядерного топлива (ОЯТ), резко усиливается спрос на особо тяжелые бетоны для радиаци­онной защиты. Для этих целей учеными предлагается использовать бе­тон, в составе которого вместо дорогостоящего металла будут исполь­зованы отходы и шихта металлургического производства.

Прекрасным примером блокирования фенолформальдегидных и других загрязнителей в структуре строительных материалов являет­ся использование отработанных формовочных смесей (ОФС), образую­щихся в ходе металлургического литейного передела. Формовочная глина, используемая как связующее, нетоксична и может широко применяться при производстве строительных материалов.

Продукты переработки древесины и других растительных отходов.В России на лесопромышленных комплексах и деревоперерабатывающих комбинатах ежегодно образуется свыше 200 млн. м³ отходов древесины. Кроме того, сжигается и вывозится в отвалы в огромном количестве древесная тара, отходы переработки хлопчатника, лубя­ных культур и другого экологически ценного сырья, пригодного для производства строительных материалов.

важнейшим направлением рационального, экологически целесообразного использования дре­весины в строительной индустрии является производство различных древесных бетонов: арболита, фибролита, опилкобетона, королита и др.

Наиболее известным из этих экологически чистых дешевых строительных материалов является арболит. Это легкий крупнопо­ристый бетон, состоящий из древесной дробилки (в основном отходы от лиственных пород) и портландцемента марки 400. Широко приме­няется в качестве стеновых блоков при строительстве малоэтажных зданий. При устройстве ограждающих конструкций и перегородок используют королит – теплоизоляционный материал, состоящий из коры, цемента (или строительного гипса) и добавок.

В промышленности строительных материалов широкое примене­ние находит ценнейшее экологически чистое сырье, вырабатываемое из отходов целлюлозно-бумажного производства — лигносульфонаты, обладающие обеспыливающими, пластифицирующими, пенообразующими и другими ценными свойствами.

Отходы химического комплекса.Несмотря на огромные объемы и разнообразие видов вторичного минерального сырья, эти отходы в строительной индустрии используются недостаточно. Находят не­которое применение электротермофосфорные шлаки (шлакопорт-ландцемент, силикатный кирпич), отходы содового производства (автоклавное производство материалов, газогипс), кубовые остатки перегонных производств и битумы (ячеистые бетоны с добавками нефтебитума и др.).

Помимо рассмотренных выше золошлаковых отходов, металлур­гических шлаков, продуктов переработки древесины и отходов хими­ческого производства при производстве строительных материалов находят применение и другие виды техногенного сырья. Важно под­черкнуть, что практически для любого вида выпускаемых в России строительных материалов вместо природного сырья возможно и эко­логически целесообразно использование различных видов техноген­ного сырья.

Вторичные ресурсы (отходы производства) широко используются не только в промышленности строительных материалов, но и в до­рожном строительстве (в качестве инертных наполнителей вместо песка, скальных пород, гравийных смесей и др.), в фундаментостроении, при устройстве гидротехнических плотин и др.

Значительный интерес представляет использование отходов про­мышленности в такой материалоемкой отрасли строительства, как устройство оснований фундаментов зданий и сооружений. Исследо­вания, проведенные НИИОСПом, показали, что для этих целей наи­более пригодны вскрышные и отвальные породы, у которых завер­шился процесс самораспада, а также доменные и сталеплавильные шлаки. При устройстве оснований из этих отходов их уплотняют, трамбуют, используют глубинное уплотнение с помощью мелких взрывов и др.

В последние годы в нашей стране использование промышлен­ных отходов, как в строительстве, так и в промышленности строи­тельных материалов, заметно сократилось, что связано как с общим падением уровня промышленного производства, так и с отсутстви­ем должного стимулирования использования вторичных ресурсов в производстве.

По мнению Г. А. Денисова (2002), низкий уровень использования техногенного сырья в России помимо указанных выше причин вы­зван принципиально различным подходом к этой проблеме в эконо­мически развитых странах и в России. Там, например, золошлаки в этих странах являются продуктом (товаром), а не отходом, и ис­пользованием (реализацией) этого продукта занимаются его произ­водители, т. е. ТЭС. Интересно отметить, что, как показывают рас­четы, рентабельность производства товаров-продуктов из золошлаков (бетонные смеси, многоцелевые вяжущие, песок, щебень и др.) значительно выше рентабельности производства самой электро­энергии на ТЭС.

В этом отношении пример показывают западные страны. Напри­мер, в Дании уровень утилизации рециклируемых материалов достиг 100%. В Нидерландах создана цельная, экологически выдержанная концепция развития строительной индустрии, которая основана на внедрении замкнутого безотходного производства с многократным использованием техногенного сырья.